Préparation de diglycérol et triglycérol par polymérisation directe du glycérol en présence de catalyseurs mésoporeux basiques

Preparation of diglycerol and triglycerol via direct polymerisation of glycerol with basic mesoporous catalysators

Laboratoire de Catalyse en Chimie Organique, UMR CNRS 6503, Ecole Supérieure d’Ingénieurs de Poitiers, 40, avenue du Recteur Pineau, 86022 Poitiers Cedex, France

Résumé

La réaction d’éthérification directe du glycérol en di- ou triglycérol est une voie intéressante de transformation du glycérol. En effet, les polyglycérols mais aussi les esters de polyglycérols trouvent de nombreuses applications comme tensioactifs dans l’industrie chimique. Toutefois les procédés industriels ne conduisent qu’à des mélanges de polyglycérols en utilisant des catalyseurs homogènes très polluants. Ainsi l’objectif de ce travail est la synthèse directe d’une coupe de polyglycérols de faible degré de polycondensation (di + triglycérol) à partir de glycérol en présence de solides mésoporeux basiques et en absence de solvant. La partie essentielle de cette étude a consisté en la synthèse et la modification de solides mésoporeux afin de les rendre actifs, sélectifs et stables dans la réaction d’éthérification du glycérol. Ces modifications se font soit par incorporation soit par imprégnation de différents éléments alcalins ou alcalino-terreux. Les résultats catalytiques obtenus ont montré que les catalyseurs imprégnés par du césium sont les plus actifs pour la préparation de polyglycérols mais qu’ils permettent surtout l’obtention d’une coupe (di + tri) avec une sélectivité proche de 100%.

Abstract

Direct etherification of glycerol is one interesting way to transform glycerol. Indeed polyglycerols and also polyglycerols esters have numerous applications as tensioactives in chemical industry. Nevertheless, industrial processes lead to a mixture of polyglycerols and use homogeneous catalysts which are very corrosive. The objective of this work is the direct synthesis, from glycerol and without solvent, of polyglycerols with a low polymerisation degree (di- or triglycerol). The most important part of this work is the synthesis and modification of mesoporous solids to make them actives, selectives and stables for glycerol etherification. These modifications consist in incorporation or impregnation of alkali or alkali earth element. Catalytic results showed that impregnation technique by ceasium salts lead to catalysts which are more actives for the preparation of polyglycerols and more selectives in di- + triglycerol, the selectivity being close to 100%.